專利名稱：制冷劑壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制冷劑壓縮機，尤其一種半密封制冷劑壓縮機，具有 機架，所述機架在其底部具有油槽；具有至少一個汽缸的壓縮機機體，活塞 布置在所述汽缸中；曲軸，所述曲軸支撐在壓縮機機體中并與活塞驅動連接； 和油泵結構，該油泵結構至少部分地浸沒在油泵中。
例如從GB 1， 122,348已知這種制冷劑壓縮才幾。在一個實施例中，該制 冷劑壓縮機具有布置成星型的三個汽缸。布置在汽缸中的活塞由曲軸通過共 同曲軸銷驅動進行往復運動。油泵結構由傾i纖管形成，所述傾斜管的端部浸 沒在油槽中。
這種制冷劑壓縮機的目的在于壓縮氣體形式的制冷劑。這會引起軸承內 的實質性負載，軸承雙向地連接運動部件。如果使用需要更高壓力的制冷劑、 例如對環(huán)境無害的制冷劑、諸如C02，尤其是這種情況。
因此，實際上所有制冷劑壓縮機使用潤滑，其中來自油槽的油被供應到 固定地方，從而減少相互運動部件之間的摩擦，進而減少磨損。
對于制冷劑壓縮機的節(jié)能運行模式，可能必須以可變速度驅動制冷劑壓 縮機。在此情況下，會難以始終確保供油。例如關于離心泵的低速和使用， 不能確保潤滑劑以低壓力供應到對應的軸承點。然而，由于高速，油壓很高， 因此過量的油將噴到機架內。這導致油與機架內提供的制冷劑混合的風險。
另一種可能是在油槽和軸承點之間建立壓力差，例如通過活塞泵。然而， 這又導致產生大油流量的風險，這將導致油大量泄漏到制冷劑流中。送油通 道變窄以減小油流量會引起其它問題，例如阻塞通道，和低速油相對低流率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供油潤滑，即使在變化的速度時。 利用前言中所述制冷劑壓縮機，通過以下解決該任務曲軸在其下端處
背景技術：
具有直徑延伸部，油通道與曲軸軸線偏心地延伸穿過直徑延伸部，所述通道 將油泵結構連接到曲軸和壓縮機機體之間封閉的油壓室，所述室經由排氣路 徑連接到機架的內部。
與曲軸軸線偏心布置的油通道可以產生相對大的油量，即使在曲軸低速 時。該油量是油通道到曲軸軸線距離相對大這一事實的結果，從而即使對于 低速下的曲軸，充分的妄圖可以作用在油上并通過油通道傳輸對應大的油 量。另一方面，盡管傳輸大油量，實際上不存在油會以意外方式到達制冷劑 回^各的風險，因為油壓室是封閉的。油會到達油壓室相鄰的軸承點。為此目 的，油壓室中的主要油壓被使用，所述壓力同油泵結構產生。軸承點然后形 成對于油的非常有效的節(jié)流，從而僅極少量油(如果有的話)、例如滴形式， 將被按壓出軸承點。然而，對于如此小的油量，潤滑油將與制冷劑混合的風 險相對小。另一方面，排氣路徑確保壓縮機操作開始時，油壓室可以相對快 地排氣，從而油可以相對快地填充油壓室。因而，基本上始終確保待潤滑軸 承點的充分潤滑。
優(yōu)選地，排氣路徑具有曲軸中中心的、軸向氣體通道，所述通道經由徑 向通道連接到油壓室。當曲軸旋轉時，油壓室中的油不能逆離心力穿過徑向 通道進入氣體通道。因而，其保留在油壓室中，在油壓室中其可以以需要的 壓力作用在連接的軸承點。然而，制冷劑氣體，從操作開始時在油壓室出現(xiàn) 的、或者操作期間從油脫氣的，通過徑向凹槽位移入軸向氣體通道。當曲軸 旋轉時，離心力當然也將作用在制冷劑氣體上。然而，制冷劑具有與用于潤 滑的油 一樣的大致更低的比質量，因此將制冷劑通過徑向通道移入中心通道 是沒有問題的。這是確保將氣體從這些僅需要油的區(qū)域移除的簡單方法，然 而同時在所述區(qū)域中又要防止油在機架內不受控制地噴射。進一步，該實施 例包括節(jié)能操作的另外的優(yōu)點。當油壓室填充油、且油具有需要壓力時，油 泵結構僅必須要求由軸承點所"消耗"的油量。由于油泵結構的能量消耗也 取決于提供的油量，因此當提供的油量小時，能量消耗也保持為低。
選擇性地或者附加地，可以設計排氣路徑延伸穿過曲軸上端處的軸承結 構。在此情況下，軸承結構提供對于油的足夠的阻力，從而維持油壓室中的 壓力。另一方面，軸承結構僅引起對于制冷劑氣體的小流阻，從而氣體可以 相對快地從油壓室逸出，無論相關氣體是操作起始時出現(xiàn)在油壓室中，或者 相關氣體是在操作期間從油脫氣的。優(yōu)選的是，排氣路徑執(zhí)行軸承結構內的方向變化。方向的變化引起油另 外的流阻，但實際上對于制冷劑氣體沒有另外的阻力。這是確保在以其它方 式封閉的油壓室中將油壓維持在需要值的簡單方法。
優(yōu)選地，排氣通道具有徑向軸承中的第一凹槽或者切口和/或軸向軸承 中的第二凹槽或者切口。關于此點，優(yōu)選的是，在其上端區(qū)域，曲軸通過軸 向軸承和徑向軸承被支撐在壓縮機機體上。如果凹槽設置在徑向軸承和軸向 軸承中，制冷劑氣體會迅速地通過該凹槽逸散出。替代凹槽，曲軸處的切口 可以簡單地用于產生小的平坦部，其然后形成排氣通道的至少一部分。利用 對應的形狀尺寸，對于油的流阻將足以最小化來自油壓室的壓力損失。
優(yōu)選地，油通道連接到曲軸下端區(qū)域中的徑向軸承。因而，曲軸可以在 壓縮機機體中軸向距離處被兩次支撐。油通道也可確保下徑向軸向的潤滑沒 有問題。為此目的，不需要排氣的可能性。
優(yōu)選地，在其直徑延伸部的區(qū)域中，曲軸具有曲軸銷，該曲軸銷經由至 少一個徑向通道連接到油通道。另外，曲軸銷和連桿的曲軸眼之間的接觸區(qū) 域的潤滑因而可以通過油通道確保。在油通道中壓力與油壓室中的相同，因 此從油通道直接提供的點的潤滑在足夠壓力下產生。
優(yōu)選的是，曲柄銷位于曲軸下端處氣體通道開口的徑向外側。因而，曲 軸銷不阻礙氣體從氣體通道逸出。進一步，現(xiàn)在曲軸銷定位成徑向向外一定
大，作用在油上的離心力越大，且油壓室中產生的壓力越大。
優(yōu)選地，油泵結構具有第一輸送元件，該第一輸送元件浸沒在油槽中， 并且下端處的直徑小于上端處的直徑，且該第一輸送元件在上端處設置有蓋 元件；和更徑向外側起始的第二輸送元件，該第二輸送元件具有徑向輸送通 道，該徑向輸送通道將蓋元件中的開口連接到油通道。利用該實施例，"經 典，，油泵形式的第一輸送元件可以提供初始壓力，即，第一輸送元件輸送油 到第二輸送元件中的徑向輸送通道。在某種意義上說，該徑向輸送通道然后 具有放大功能，因為它引導油過相對大的徑向長度，即從第一輸送元件的蓋 元件中的開口到油通道。該徑向距離足以通過離心力以存在于油壓室中的必 要油的方式加速油。因而，二級油泵結構能夠以相對少的努力提供相對高的 油壓。然而，由于油壓室被封閉，因此不存在油將以不受控制的方式擴散到 外界的風險。優(yōu)選地，第二輸送元件具有板的形式，輸送通道由槽形成，該槽由蓋元 件從下方覆蓋，并由曲軸從上方覆蓋。更確切地，該槽由曲軸的曲軸銷從上 方覆蓋。這得到了相對簡單的設計。
油泵結構由三個元件構成。除了第一輸送元件，僅需要兩個板，即蓋元 件和第二輸送元件，其可以相對容易地組裝并連接到彼此，例如通過螺釘或 螺栓。與這些裝配件一起，也可以將蓋元件和第二輸送元件連接到曲軸的曲 軸銷上。


以下，根據連同附圖的優(yōu)選實施例說明本發(fā)明，其中
圖1顯示了半密封制冷劑壓縮機的橫截面；
圖2顯示了曲軸的放大視圖3顯示了第一輸送元件的部分視圖4顯示了第二輸送元件的俯視圖；和
圖5顯示了第一輸送元件的立體圖。
具體實施例方式
圖1顯示了一種半密封制冷劑壓縮機1,具有機架2，在其底部3放置 有油槽4 壓縮機1包括壓縮機機體5，其中對稱并呈星型(沿圓周方向汽缸 6的中心軸線間隔120。)地布置有數(shù)個、本例中三個汽缸6?；钊?布置在 每一汽缸6中。
圖中顯示，機架2的底部3與壓縮機機體5制成為一體。這是有利的， 但并非絕對必要。底部3和壓縮機機體5之間可以進一步細分。壓縮機機體 5和底部3可以制成鑄件。
進一步，壓縮機1具有電機8，該電機8的定子9以未詳細顯示的方式 連接到壓縮機機體5。進一步，電機8具有轉子10。電機可以是永磁驅動同 步電機，其轉子可包括未詳細顯示的永磁鐵。
曲軸11可旋轉地支撐在壓縮機機體5中。關于此點，支撐通過以下產 生在曲軸上端處的第一徑向軸承12;在曲軸11下端處的第二徑向軸承13; 和位于曲軸11的上端處的軸向軸承14。
軸承元件15靠在軸向軸承14上，所述軸承元件15經由彈簧16可旋轉地連接到曲軸ll。通過螺釘17,曲軸11保持抵靠載板18，該載板18沿策 略方向靠在軸承元件15上。因而，曲軸11在軸向方向上相對于壓縮機機體 5定位。
在其下端處，曲軸11具有直徑延伸部19。直4妻延伸部19延伸通過兩 個徑向軸承12、 13之間的圓錐區(qū)域20，進入曲軸ll的剩下部分。在兩個徑 向軸承12、 13之間，壓縮機機體5以小間距圍繞曲軸11,從而在此處形成 油壓室21。
曲軸1在其下端具有曲軸銷22。通過連桿23，每一活塞7連接到曲軸 銷22。每一曲軸銷23具有軸承墊24，該軸承墊24靠在曲軸銷22的圓周表 面上。軸承墊24通過環(huán)25保持在曲軸銷22上。關于此點，連桿23沿徑向 軸承13、也稱為主軸承的方向相對于曲軸銷22的軸向中心位移。環(huán)25位于 連桿23遠離主軸承13的一側。環(huán)25設置有數(shù)個足部26，該足部26沿軸向 方向向下與軸承墊24延伸一樣長。
油泵結構27固定在曲柄銷22的下端。油泵結構27包括第一輸送元件 28，該第一輸送元件28浸沒在油槽4中并在下端具有開口 29,油所述該開 口 29進入第一輸送元件28內。如從圖可見，第一輸送元件在其下端具有比 其上端更小的直徑。當?shù)谝惠斔驮?8旋轉時，第一輸送元件內部的油將 由離心力向上運輸。
在上惻，第一輸送元件28由板形式的蓋30覆蓋。在曲柄銷的下方，蓋 30具有開口 31。否則，蓋30延伸過曲柄銷22的前側一定長度，從而第一 輸送元件28可以通過蓋30固定在曲柄銷22處，其中所述第一輸送元件28 例如通過擠壓、焊接或者膠粘與蓋30相裝配。為此目的，蓋元件30通過螺 釘32連接到曲柄銷22,所述螺釘32檸入曲柄銷22的前側。
第二輸送元件33布置在蓋元件30和曲柄銷22之間，所述第二輸送元 件33包括徑向延伸槽34。
油輸送管道35與曲柄軸線36相偏心地穿過直徑延伸部19。即，在徑 向方向上，油輸送通道35距離曲柄軸線36相對大3巨離。第二輸送元件33 中的槽34從蓋元件30中的開口 31延伸到油輸送通道35。從第一輸送元件 28和開口 31進入槽34的油因此被壓入連接到相對高壓的油壓室21的油輸 送通道35中。過程的油壓還取決于曲柄11的速度。
油壓室21 4皮關閉，除了排氣路徑，然而僅相對少油(如果有的話)可以通過其逸出。因此，可以在油通道35和油壓室21中產生相對高油壓，所述
壓力確保徑向軸承12、 13和軸向軸承14被充分潤滑。實際上不存在油逸出 到外界。罔此，逸出的油與流入機架2的內室27中的制冷劑氣體混合的風 險很小。
第一徑向通道38從油輸送通道35分出，該第一徑向通道38終止于曲 柄銷22的圓周表面，并向曲柄銷22的該圓周表面提供一定壓力的油，因此 曲柄銷22和軸承墊24之間的接觸點被潤滑。第二徑向通道39終止于主軸 承13的區(qū)域中，因此主軸承13不僅被來自油壓室21的油潤滑，還被來自 油輸送通道35的油直接潤滑。選擇性地，可以設計其它切口以產生油通道。
在其軸向中心中，曲柄11 :H-有氣通道40，該氣通道40在機架2的內 室37中的曲軸1的下前側開口 ,」曲柄銷設計成它完全自由地離開進入氣通 道40的開口。氣道40經由徑向孔41連接到油壓室21。
以未詳細顯示的方式，第一徑向軸承12和軸向軸承14設置有小槽，來 自油壓室21的油可以流過該小槽。然而，這些槽的^f黃截面相對小，因此這 些槽提供相對于油的大阻力。這些槽可以另外地或者選擇性地設置到氣通道 40。對于槽另外或者選擇性地，曲軸處的切口也可用于形成一個或多個平坦 部，該平坦部用作排氣通道。
操作啟動期間油通道35和油壓室21通常不包含油，而是氣體、例如制 冷劑氣體。另外在操作期間，會發(fā)生制冷劑氣體從油脫氣，因而油中會產生 氣泡，這會產生對油的潤滑性質不利的影響。油使這些氣泡進入徑向孔41， 從那里氣泡會通過氣體通道40流入內室37。然而，由于曲軸U旋轉期間作 用在油上的離心力不向內壓油，油不會通過徑向孔41流走。因此，氣體通 道40和徑向孔41形成排氣(排泄)路徑，實際上沒有油可以^v油壓室21通過 該排氣路徑逸散入外界。
另外對于具有凹槽在第一徑向軸承12和軸向軸承14的排氣路徑的選擇 性實施例，實際上沒有油會以不受控制的方式從油壓室21逸散入外界。首 先，如所述，凹槽具有如此小的橫截面，從而他們提供相對于油的實質阻力。 其次，油將必須進行大致直角轉向，這也有助于增加流阻。然而，對于聚積 在油壓室21中的制冷劑氣體，該流阻更小，從而制冷劑氣體會容易地通過 這種排氣路徑逸出。如果油通過該排氣路徑逸出，它將終止于轉子10內， 從那里它會到達壓縮機機體5的上側，并通過油開口 42流入油槽4。
9機架2的底部3具有安裝開口 43 ，該安裝開口 43由關閉元件44關閉。 關閉元件44擰入底部3中。安裝開口 43的尺寸設計成具有直徑延伸部19 和曲軸銷22的曲軸11可以從底部3插入壓縮機機體5 。關于此點，關閉元 件44擰入安裝開口 43。關閉元件44擰入安裝開口 43中。
圖2單獨顯示了曲軸11。曲軸11的上端包括凹槽45，彈簧16可以插 入凹槽45以提供曲軸11和軸承元件15和轉子10之間的不可旋轉的連接。 進一步，可以看到內螺紋46，螺釘17獰入內螺紋46,該螺紋17將曲軸11 連接到載板，并因而通過軸承元件15連接到轉子10。
在曲軸l的軸向中心，可以看到氣體通道40,該氣體通道40經由徑向 孔41通到外側。
油通道35大致平行于氣體通道40延伸，該油通道35經由第一徑向孔 38終止于曲軸銷22的圓周表面并經由第二徑向孔39終止于直徑延伸部19 的圓周表面中，其與第二徑向軸承13相互作用。
圖3以放大尺寸顯示了第一輸送元件28。與圖1中相同的元件帶有相 同附圖標記。可以看出，蓋元件30安裝在第一輸送元件28上。為此目的， 蓋元件30的義側具有圓形凹部46，第 一輸送元件28固定在其中。如果需要， 這里也可以使用焊接、釬焊或者膠合連接。
蓋元件30包括開口 3，來自第一輸送元件28的油通過該開口 31可以 到達第二輸送元件33。進一步，蓋元件30(圖5)包括兩個螺孔47，圖1中顯 示螺釘32可以穿過該兩個螺孔47引導以將第一輸送元件28連接到曲軸銷 22。另外，第二輸送元件33包括對應的螺孔48,因此螺釘32可以引導穿過 蓋元件30和第二輸送元件33。
另外利用相對低速，確保對應軸承點的充分潤滑。首先，油僅需要克服 第一輸送元件28的高度。 一旦油到達開口31，第二輸送元件32的"升壓" 功能啟動，由于相對長的加速路徑、即開口 31和油通道35之間的大徑向距 離，這對油施加了充分的離心力，因此油可以以充分的壓力供應到油壓室21 。
權利要求
1.一種制冷劑壓縮機、尤其是半密封制冷劑壓縮機，具有外殼，所述外殼在其底部具有油槽；壓縮機機體，所述壓縮機機體具有至少一個氣缸，活塞布置在所述氣缸中；曲軸，所述曲軸支撐在壓縮機機體中并與活塞驅動連接；和油泵結構，所述油泵結構至少部分地浸沒在所述油槽中，其特征在于，所述曲軸(11)在其下端具有直徑擴張部(19)，一相對于曲軸軸線(36)偏心設置的油通道(35)延伸穿過所述直徑擴張部(19)，所述油通道(35)將所述油泵結構(27)連接到在所述曲軸(11)和所述壓縮機機體(5)之間的封閉的油壓室(21)，該油壓室(21)經由排氣路徑(40、41)與外殼(2)的內部(37)連通。
2. 根據權利要求1所述的壓縮機，其特征在于，所述排氣路徑(40、 41) 具有在曲軸(l l)中的同心軸向氣體通道(40)，該軸向通道(40)經由徑向通道 (41 )連接到所述油壓室(21)。
3. 根據權利要求1或2所述的壓縮機，其特征在于，所述排氣路徑延 伸穿過曲軸(11)的上端處的軸承結構(12、 14)。
4. 根據權利要求3所述的壓縮機，其特征在于，所述排氣路徑在所述 軸承結構(12、 14)內有一換向。
5. 根據權利要求4所述的壓縮機，其特征在于，所述排氣路徑具有在 徑向軸承(2)中的第 一凹槽或者切口和/或在軸向軸承(14)中的第二凹槽或者 切口。
6. 根據權利要求1 - 5中任一項所述的壓縮機，其特征在于，所述油通 道(35)連接到所述曲軸(11 )的下端區(qū)域中的徑向軸承(13)。
7. 根據權利要求1 - 6中任一項所述的壓縮機，其特征在于，所述曲軸 (11)在其直徑擴張部(19)的區(qū)域中具有曲軸銷(22),所述曲軸銷(22)的圓周經 由至少 一個徑向通道(38)連接到所述油通道(35)。
8. 根據權利要求7所述的壓縮機，其特征在于，所述曲軸銷(22)設置 在所述氣體通道(40)在曲軸(11 )下端處的開口的徑向外側。
9. 根據權利要求1 - 8中任一項所述的壓縮機，其特征在于，所述油泵 結構(27)具有第一輸送元件(28),所述第一輸送元件(28)浸沒在所述油槽(4) 中并且下端處的直徑小于上端處直徑，且所述第一輸送元件(28)在上端處設 置有蓋元件(30);第二輸送元件，所述第二輸送元件具有徑向輸送通道(34)，該徑向輸送通道(34)將所述蓋元件(30)中的開口 (31)連接到徑向更靠外的所 述油通道(35)。
10.根據權利要求9所述的壓縮機，其特征在于，所述第二輸送元件(33) 被設計成板的形式，所述輸送通道(34)由開槽形成，該開槽由所述蓋元件(30) 從下方覆蓋并由所述曲軸(11 )從上方覆蓋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制冷劑壓縮機(1)，尤其是一種半密封制冷劑壓縮機，其具有機架(2)，該機架(2)在其底部(3)具有油槽(4)；壓縮機機體(5)，該壓縮機機體(5)具有至少一個汽缸(6)，活塞(7)布置在汽缸(6)中；曲軸(11)，該曲軸(11)支撐在壓縮機機體(5)中并與活塞(7)驅動連接；和油泵結構(27)，該油泵結構(27)至少部分地浸沒在油槽中。另外對于變化的速度，必須確保良好的油潤滑。為此目的，曲軸(11)在其下端具有直徑延伸部(19)，直徑延伸部(19)與曲軸軸線(36)偏心地延伸穿過油通道(35)，所述通道(35)連接油泵結構(27)到曲軸(11)和壓縮機機體(5)之間的關閉油壓室(21)，所述室(21)經由排氣路徑(40、41)連接到機架(2)的內部(37)。
文檔編號F04B39/02GK101592140SQ200910142008
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權日2008年5月27日
發(fā)明者于爾根·蘇斯, 克里斯琴·杰普森 申請人:丹佛斯公司